第3章-建筑光学基础知识ppt课件.ppt

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1、第3章建筑光学基础知识光——是能量的一种形式，或说光是一种电磁辐射能。nm——纳米1nm=10-9m图1-3电磁波波谱780nm380nm光的作用：1.影响工作效率；室内光环境2.影响心理舒适，身体健康；室内装饰照明3.美化环境，表现建筑艺术；重庆市朝天门夜景4.节能，保护环境；以上海用电量为例：年用电量为1400亿度电，其中照明用电量为392亿度电（28%）。如果照明节能50%，则节约196亿度电，减少二氧化碳56万吨。照明用电量示意图3.1眼睛与视觉本节要点：1.人眼的构造；2.人眼的视觉特点；3.光谱光视效率。3.1.1人眼的构造图3-

2、1人的右眼剖面图照相机类似于瞳孔——起照相机中的光圈作用——能控制进光量。水晶体——起照相机的透镜作用，但它具有自动聚焦功能。视网膜——类似于照相机中的胶卷——能对光线产生反应。感光细胞——分为锥体（状)感光细胞和杆体（状)感光细胞；2002年发现了神经节感光细胞——第三种感光细胞——控制昼夜节律、强度和瞳孔大小等。锥体细胞和杆体细胞示意图锥体细胞————————杆体细胞锥体（状)感光细胞——分布在眼中心部位，灵敏度差，但可感觉颜色（眼中有红、绿、蓝感光色素）。杆体（状)感光细胞——分布在眼中心的四周，灵敏度高，无颜色感觉。人眼——一种可见光

3、的接收器，人类在进化过程中人眼已经适应了太阳光。太阳、大气层、地球示意图太阳光——经过大气层——射到地面；地面上光辐射强度在500nm附近最大，人眼最敏感的光的波长；明视觉——明亮的环境下，如白天，555nm（黄绿光）；暗视觉——暗环境下，如晚上不开灯，507nm（绿色光）。3.1.2人眼的视觉特点图3-4人眼视野视觉就是由进入人眼的辐射所产生的光感觉而获得的对外界的认识。（1）视看范围（视野），见图3-4。处于放松姿态，坐着的人的视野示意图（2）明、暗视觉明视觉：在明亮的环境中，主要由视网膜的锥体细胞起作用的视觉（高于几个cd/m2的亮度

4、时的视觉）。暗视觉：在暗环境中，主要由视网膜的杆体细胞起作用的视觉（低于百分之几cd/m2的亮度时的视觉）。中间视觉：视网膜的锥体感光细胞和杆体感光细胞同时起作用，而且它们随着正常人眼的适应水平变化而发挥的作用大小不同（介于明视觉和暗视觉之间的视觉）。注：本书中仅介绍明视觉情况。图3-7视亮度匹配实验原理在明视觉条件下：在国际上，把人眼对555nm感觉量定为1。通过实验确定其他波长在视感觉相同时需要辐射通量多大才与555nm相同（图3-7）。（3）光谱光视效率实验结果见图3-6。光谱光视效率V（λ）曲线表示在特定光度条件下产生相同视觉感觉时，

5、在视亮度匹配实验里，波长λm和波长λ的单色光辐射通量的比:V(λ）=Φeλm/Φeλ图3-6光谱光视效率曲线思考题：从人眼的构造上看，人眼的功能在哪些方面与照相机类似？3.1眼睛与视觉复习：主要介绍了明视觉概念和光谱光视效率V(λ)。3.2基本光度单位及应用本节要点：1.光通量、发光强度、照度、亮度的符号、单位、定义和计算公式；2.发光强度和照度关系；3.照度和亮度关系。设有2个灯均发出单色光，且辐射出波长为555nm和620nm，辐射通量均为1W，这时对人的感觉是否一样？结果显然是不一样的。图3-8人眼对不同波长光线的感觉光源——表面能辐射

6、光和反射光的物体（太阳、各种灯……)。对于明视觉:为了比较任意两个灯发出的可见光多少时，由于光谱光视效率随波长分布不同，那么不能直接用辐射通量（瓦）多少比较，只能化成相当于多少555nm标准光通量进行比较。因为V(λ)=eλm/eλ，所以eλm=eλ×V(λ),把eλm称为光通量，简写成λ。3.2.1光通量光通量——在单位时间内人眼感觉光辐射能量的大小。在计算时,光通量常采用下式算得:式中:Km——最大光谱光视效能，在明视觉时为683lm／W；e,λ——波长为λ的辐射通量,瓦（W）。光通量表示光源在单位时间内发出光能的多少，类似

7、于单位时间内水龙头喷水量的大小。图3-9光通量类似于喷水量的大小【例3-1】已知低压钠灯发出波长为589nm的单色光，设其辐射通量为10.3W，试计算其发出的光通量。【解】从图3-6的明视觉（实线）光谱光视效率曲线中或从附录4的（λ）中可查出，对应于波长589nm的V（λ）＝0.769，则该单色光源发出的光通量为：589=683×10.3×0.769≈5410lm光通量单位：光瓦太大了，如40瓦白炽灯约发出0.5光瓦。故常用流明，lm。在国际上：明视觉时，1光瓦=683lm；暗视觉时，1光瓦=1700lm。例：40瓦荧光灯可发出约2000l

8、m(约2.93光瓦)，100瓦白炽灯可发出约1250lm(约1.83光瓦）。3.2.2发光强度图3-10灯罩影响光分布加了灯罩后，光通量的空间分布就不同了，灯罩下方